वल्कनीकरण गतिकी निर्धारण. वल्कनीकरण और इसकी विशेषताएं वल्कनीकरण गतिकी का प्रणाली विश्लेषण

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वल्कनिज़एtion- वल्केनाइजिंग एजेंट के साथ रबर की परस्पर क्रिया की एक तकनीकी प्रक्रिया, जिसके दौरान रबर के अणु एक एकल स्थानिक नेटवर्क में क्रॉस-लिंक्ड होते हैं। वल्कनीकरण एजेंट हो सकते हैं: सल्फर, पेरोक्साइड, धातु ऑक्साइड, अमाइन-प्रकार के यौगिक, आदि। वल्कनीकरण की दर को बढ़ाने के लिए, विभिन्न त्वरक उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।

वल्कनीकरण से रबर की ताकत विशेषताओं, इसकी कठोरता, लोच, गर्मी और ठंढ प्रतिरोध में वृद्धि होती है, और कार्बनिक सॉल्वैंट्स में सूजन और घुलनशीलता की डिग्री कम हो जाती है। वल्कनीकरण का सार रबर के रैखिक मैक्रोमोलेक्यूल्स का एक एकल "क्रॉस-लिंक्ड" सिस्टम, तथाकथित वल्कनीकरण नेटवर्क में संयोजन है। वल्कनीकरण के परिणामस्वरूप, मैक्रोमोलेक्यूल्स के बीच क्रॉस-लिंक बनते हैं, जिनकी संख्या और संरचना विधि बी पर निर्भर करती है। वल्कनीकरण के दौरान, वल्कनीकृत मिश्रण के कुछ गुण समय के साथ एकरस रूप से नहीं बदलते हैं, बल्कि अधिकतम या न्यूनतम से गुजरते हैं। वल्कनीकरण की वह डिग्री जिस पर रबर के विभिन्न भौतिक और यांत्रिक गुणों का सर्वोत्तम संयोजन प्राप्त होता है, वल्कनीकरण इष्टतम कहलाती है।

वल्कनीकरण आमतौर पर विभिन्न पदार्थों के साथ रबर के मिश्रण पर किया जाता है जो रबर के आवश्यक प्रदर्शन गुण प्रदान करते हैं (उदाहरण के लिए, कालिख, चाक, काओलिन, साथ ही सॉफ़्नर, एंटीऑक्सिडेंट, आदि)।

ज्यादातर मामलों में, सामान्य प्रयोजन के रबर (प्राकृतिक, ब्यूटाडीन, स्टाइरीन ब्यूटाडीन) को 140-160 डिग्री सेल्सियस (सल्फ्यूरिक एसिड) पर मौलिक सल्फर के साथ गर्म करके वल्कनीकृत किया जाता है। परिणामी अंतर-आणविक क्रॉस-लिंक एक या अधिक सल्फर परमाणुओं के माध्यम से होते हैं। यदि रबर में 0.5-5% सल्फर मिलाया जाता है, तो एक नरम वल्केनाइजेट प्राप्त होता है (कार ट्यूब और टायर, गेंदें, ट्यूब, आदि); 30-50% सल्फर मिलाने से एक कठोर, बेलोचदार पदार्थ - एबोनाइट का निर्माण होता है। थोड़ी मात्रा में कार्बनिक यौगिकों, तथाकथित वल्कनीकरण त्वरक - कैप्टैक्स, थियूरम, आदि को जोड़कर सल्फर वल्कनीकरण को तेज किया जा सकता है। इन पदार्थों का प्रभाव पूरी तरह से केवल सक्रियकर्ताओं - धातु ऑक्साइड (अक्सर जिंक ऑक्साइड) की उपस्थिति में प्रकट होता है।

उद्योग में, उच्च दबाव के तहत सांचों में वल्केनाइज्ड उत्पाद को गर्म करके या बॉयलर, आटोक्लेव, व्यक्तिगत वल्केनाइजर और निरंतर वल्कनीकरण के लिए उपकरणों में अनमोल्डेड उत्पादों ("मुक्त" रूप में) को गर्म करके सल्फर वल्कनीकरण किया जाता है। आदि। इन उपकरणों में भाप, हवा, अत्यधिक गर्म पानी, बिजली और उच्च आवृत्ति धाराओं के साथ हीटिंग किया जाता है। सांचे आमतौर पर हाइड्रोलिक प्रेस के गर्म प्लेटों के बीच रखे जाते हैं। सल्फर के साथ वल्कनीकरण की खोज सी. गुडइयर (यूएसए, 1839) और टी. हैनकॉक (ग्रेट ब्रिटेन, 1843) द्वारा की गई थी। विशेष प्रयोजन वाले रबर के वल्कनीकरण के लिए, कार्बनिक पेरोक्साइड (उदाहरण के लिए, बेंज़ोयल पेरोक्साइड), सिंथेटिक रेजिन (उदाहरण के लिए, फिनोल-फॉर्मेल्डिहाइड), नाइट्रो- और डायज़ो यौगिक और अन्य का उपयोग किया जाता है; प्रक्रिया की स्थितियाँ सल्फर वल्कनीकरण के समान ही हैं।

वल्कनीकरण आयनीकरण विकिरण के प्रभाव में भी संभव है - रेडियोधर्मी कोबाल्ट से जी-विकिरण, तेज इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह (विकिरण वल्कनीकरण)। सल्फर-मुक्त और विकिरण रबर विधियाँ ऐसे रबर प्राप्त करना संभव बनाती हैं जिनमें उच्च तापीय और रासायनिक प्रतिरोध होता है।

पॉलिमर उद्योग में, रबर के एक्सट्रूज़न उत्पादन में वल्कनीकरण का उपयोग किया जाता है।

पी पर वल्कनीकरणमरम्मतइटायर

टायर मरम्मत की तकनीकी प्रक्रिया में क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को मरम्मत सामग्री लगाने के लिए तैयार करना, क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में मरम्मत सामग्री लगाना और मरम्मत किए जा रहे क्षेत्रों को वल्केनाइज करना शामिल है।

टायरों की मरम्मत करते समय मरम्मत किए गए क्षेत्रों का वल्कनीकरण सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है।

वल्कनीकरण का सार यह है कि जब एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाता है, तो अनवल्केनाइज्ड रबर में एक भौतिक रासायनिक प्रक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप रबर लोच, ताकत, लचीलापन और अन्य आवश्यक गुण प्राप्त कर लेता है।

जब रबर के दो टुकड़ों को रबर गोंद से चिपकाकर वल्कनीकृत किया जाता है, तो वे एक अखंड संरचना में बदल जाते हैं और उनके कनेक्शन की ताकत प्रत्येक टुकड़े के अंदर आधार सामग्री की आसंजन शक्ति से भिन्न नहीं होती है। उसी समय, आवश्यक ताकत सुनिश्चित करने के लिए, रबर के टुकड़ों को 5 किग्रा/सेमी 2 के दबाव में दबाया जाना चाहिए।

वल्कनीकरण प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, इसे केवल आवश्यक तापमान, यानी 143+2° तक गर्म करना ही पर्याप्त नहीं है; वल्कनीकरण प्रक्रिया तुरंत नहीं होती है, इसलिए गर्म टायरों को वल्कनीकरण तापमान पर एक निश्चित समय के लिए रखा जाना चाहिए।

वल्कनीकरण 143° से कम तापमान पर हो सकता है, लेकिन इसमें अधिक समय लगता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि तापमान निर्दिष्ट तापमान से केवल 10° कम हो जाता है, तो वल्कनीकरण का समय दोगुना होना चाहिए। वल्कनीकरण के दौरान प्रीहीटिंग के समय को कम करने के लिए, इलेक्ट्रिक कफ का उपयोग किया जाता है, जो टायर के दोनों किनारों पर एक साथ हीटिंग की अनुमति देता है, जिससे वल्कनीकरण का समय कम हो जाता है और मरम्मत की गुणवत्ता में सुधार होता है। जब मोटे टायरों का एक तरफा हीटिंग होता है, तो वल्कनीकरण उपकरण के संपर्क में रबर अनुभागों का अति-वल्कनीकरण होता है, और विपरीत दिशा में रबर का अंडर-वल्कनीकरण होता है। वल्कनीकरण का समय, क्षति के प्रकार और टायर के आकार के आधार पर, टायरों के लिए 30 से 180 मिनट तक और ट्यूबों के लिए 15 से 20 मिनट तक होता है।

मोटर वाहनों में वल्कनीकरण के लिए, गारो ट्रस्ट द्वारा निर्मित एक स्थिर वल्कनीकरण उपकरण मॉडल 601 का उपयोग किया जाता है।

वल्कनीकरण उपकरण के कामकाजी सेट में सेक्टरों के लिए कोर्सेट, कोर्सेट कसने, चलने और साइड प्रोफाइल लाइनिंग, क्लैंप, दबाव पैड, रेत बैग, गद्दे शामिल हैं।

4 किग्रा/सेमी2 के बॉयलर में भाप के दबाव के साथ, वल्कनीकरण उपकरण का आवश्यक सतह तापमान 143"+2° है। 4.0--4.1 किग्रा/सेमी2 के दबाव पर, सुरक्षा वाल्व अवश्य खुलना चाहिए।

ऑपरेशन में डालने से पहले वल्केनाइजिंग उपकरणों का बॉयलर इंस्पेक्टर द्वारा निरीक्षण किया जाना चाहिए।

टायरों की आंतरिक क्षति को सेक्टरों पर वल्केनाइज किया जाता है, बाहरी क्षति को प्रोफ़ाइल लाइनिंग का उपयोग करके स्लैब पर ठीक किया जाता है। क्षति के माध्यम से (इलेक्ट्रिक कफ की उपस्थिति में, उन्हें प्रोफाइल लाइनिंग वाली प्लेट पर, इलेक्ट्रिक कफ की अनुपस्थिति में, अलग से वल्कनीकृत किया जाता है: पहले सेक्टर पर अंदर से, फिर प्रोफाइल लाइनिंग वाली प्लेट पर बाहर से।

इलेक्ट्रिक कफ में रबर की कई परतें और रबरयुक्त चैफर की एक बाहरी परत होती है, जिसके बीच में हीटिंग के लिए नाइक्रोम तार का एक सर्पिल होता है और एक स्थिर तापमान (150°) बनाए रखने के लिए एक थर्मोस्टेट होता है।

वल्कनीकरण उद्योग मरम्मत टायर

चावल। 4. स्थिर वल्केनाइजिंग उपकरण GARO मॉडल 601: 1 - सेक्टर; 2--साइड प्लेट; 3--बॉयलर-भाप जनरेटर; 4--कैमरों के लिए छोटे क्लैंप; 5--कैमरों के लिए ब्रैकेट; 6--दबाव नापने का यंत्र; टायरों के लिए 7-क्लैंप; 8 - फ़ायरबॉक्स; 9-- जल मीटर ग्लास; 10--मैनुअल प्लंजर पंप; 11--सक्शन ट्यूब

वल्कनीकरण से पहले, मरम्मत किए जाने वाले टायर क्षेत्र की सीमाओं को चिह्नित किया जाता है। चिपकने को खत्म करने के लिए, इसे टैल्कम पाउडर के साथ पाउडर करें, साथ ही टायर के संपर्क में एक रेत बैग, एक इलेक्ट्रिक कफ और वल्केनाइजेशन उपकरण (सेक्टर, प्रोफाइल लाइनिंग इत्यादि)।

किसी सेक्टर पर वल्केनाइजिंग करते समय, कोर्सेट को कस कर क्रिम्पिंग प्राप्त की जाती है, और स्लैब पर वल्केनाइजिंग करते समय, रेत के एक बैग और एक क्लैंप का उपयोग करके।

प्रोफाइल लाइनिंग (ट्रेड और बीड) का चयन टायर की मरम्मत के स्थान और उसके आकार के अनुसार किया जाता है।

वल्कनीकरण के दौरान, इलेक्ट्रिक कफ टायर और रेत बैग के बीच स्थित होता है।

वल्कनीकरण के प्रारंभ और समाप्ति समय को वल्कनीकरण उपकरण के पास स्थापित एक विशेष बोर्ड पर चाक से चिह्नित किया जाता है।

मरम्मत किए गए टायरों को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:

1) टायरों में बिना मरम्मत वाला क्षेत्र नहीं होना चाहिए;

2) टायर के अंदर पैच डिलैमिनेशन, अंडर-वल्कनीकरण, सिलवटों या गाढ़ेपन की कोई सूजन या निशान नहीं होना चाहिए जो ट्यूब के प्रदर्शन को ख़राब करते हैं;

3) ट्रेड या साइडवॉल के साथ लगाए गए रबर अनुभागों को 55-65 की किनारे की कठोरता तक पूरी तरह से वल्कनीकृत किया जाना चाहिए;

4) मरम्मत प्रक्रिया के दौरान बहाल किए गए 200 मिमी से बड़े ट्रेड क्षेत्रों में टायर के पूरे ट्रेड के समान पैटर्न होना चाहिए; बहाल किए गए चलने वाले क्षेत्र के आकार की परवाह किए बिना "ऑल-टेरेन व्हीकल" पैटर्न लागू किया जाना चाहिए;

5) टायर के मोतियों का आकार विकृत नहीं होना चाहिए;

6) टायर के बाहरी आयामों और सतह को विकृत करने वाले गाढ़ेपन और गड्ढों की अनुमति नहीं है;

7) मरम्मत किए गए क्षेत्रों में कोई बैकलॉग नहीं होना चाहिए; प्रति वर्ग डेसीमीटर दो से अधिक की मात्रा में 20 मिमी 2 क्षेत्रफल तक और 2 मिमी गहराई तक गोले या छिद्रों की उपस्थिति की अनुमति है;

8) टायर मरम्मत की गुणवत्ता से मरम्मत के बाद उनके गारंटीशुदा माइलेज को सुनिश्चित किया जाना चाहिए।

पी पर वल्कनीकरणमरम्मतइकैमरा

टायर मरम्मत प्रक्रिया के समान, ट्यूब मरम्मत प्रक्रिया में क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को पैचिंग, पैचिंग और इलाज के लिए तैयार करना शामिल है।

पैचिंग के लिए क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को तैयार करने के काम के दायरे में शामिल हैं: छिपी और दिखाई देने वाली क्षति की पहचान करना, पुराने गैर-वल्कनीकृत पैच को हटाना, किनारों को तेज कोनों से गोल करना, क्षति के आसपास रबर को खुरदरा करना, खुरदुरी धूल से कक्षों को साफ करना।

चावल। 5. टायरों के वल्कनीकरण के लिए सेक्टर: 1-- सेक्टर; 2--टायर; 2--कोर्सेट; 4- कस लें

चावल। 6. बीड प्लेट पर टायर के बीड क्षति का वल्कनीकरण: 1 - टायर; 2--साइड प्लेट: 3--साइड लाइनिंग; 4--रेत से भरा बोरा; 5--धातु की प्लेट; 6-- दबाना

दृश्यमान क्षति का पता अच्छी रोशनी में बाहरी निरीक्षण से लगाया जाता है और रासायनिक पेंसिल से रेखांकित किया जाता है।

छिपी हुई क्षति की पहचान करने के लिए, यानी छोटे पंचर जो आंखों के लिए अदृश्य हैं, फुलाए हुए राज्य में कैमरे को पानी के स्नान में डुबोया जाता है, और पंचर साइट को बाहर निकलने वाले हवा के बुलबुले द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसे एक रसायन के साथ भी रेखांकित किया जाता है पेंसिल। चैम्बर की क्षतिग्रस्त सतह को क्षति की सीमा से 25-35 मिमी की चौड़ाई पर कार्बोरंडम पत्थर या तार ब्रश से खुरदरा किया जाता है, जिससे खुरदरी धूल को चैम्बर के अंदर जाने से रोका जा सके। खुरदुरे क्षेत्रों को ब्रश से साफ किया जाता है।

आंतरिक ट्यूबों की मरम्मत के लिए मरम्मत सामग्री हैं: अनवल्केनाइज्ड आंतरिक ट्यूब रबर 2 मिमी मोटी, आंतरिक ट्यूबों के लिए रबर जो मरम्मत के लिए अनुपयुक्त हैं, और रबरयुक्त चैफर। 30 मिमी आकार तक के सभी छिद्रों और दरारों को कच्चे, बिना वल्कनीकृत रबर से सील कर दिया जाता है। कैमरों के लिए रबर का उपयोग करके 30 मिमी से अधिक की क्षति की मरम्मत की जाती है। यह रबर लोचदार होना चाहिए, बिना दरार या यांत्रिक क्षति के। कच्चे रबर को गैसोलीन से ताज़ा किया जाता है, 1:8 की सांद्रता वाले गोंद के साथ लेपित किया जाता है और 40-45 मिनट तक सुखाया जाता है। कक्षों को रफिंग मशीन पर तार ब्रश या कार्बोरंडम पत्थर से खुरदरा किया जाता है, जिसके बाद उन्हें धूल से साफ किया जाता है, गैसोलीन से ताज़ा किया जाता है और 25 मिनट के लिए सुखाया जाता है, फिर 1: 8 की एकाग्रता के साथ गोंद के साथ दो बार लेपित किया जाता है और प्रत्येक आवेदन के बाद सुखाया जाता है। 20-30° तापमान पर 30-40 मिनट के लिए। चैफर को एक बार 1:8 की सांद्रता वाले गोंद से लेपित किया जाता है, फिर सुखाया जाता है।

पैच को इस तरह से काटा जाता है कि यह छेद को सभी तरफ से 20-30 मिमी तक ढक देता है और खुरदरी सतह की सीमाओं से 2-3 मिमी छोटा होता है। इसे एक तरफ से चैम्बर के मरम्मत किए गए क्षेत्र पर लगाया जाता है और धीरे-धीरे पूरी सतह पर एक रोलर के साथ घुमाया जाता है, ताकि इसके और चैम्बर के बीच कोई हवा के बुलबुले न रहें। पैच चिपकाते समय, आपको यह सुनिश्चित करना चाहिए कि चिपकाई जाने वाली सतह पूरी तरह से साफ, नमी, धूल और चिकने दाग से मुक्त हो।

ऐसे मामलों में जहां चैम्बर में 500 मिमी से अधिक की दरार है, क्षतिग्रस्त टुकड़े को काटकर और उसके स्थान पर उसी आकार के दूसरे चैम्बर से एक समान टुकड़ा डालकर इसकी मरम्मत की जा सकती है। इस मरम्मत विधि को चैम्बर जॉइनिंग कहा जाता है। जोड़ की चौड़ाई कम से कम 50 मिमी होनी चाहिए।

वाल्व बॉडी के क्षतिग्रस्त बाहरी धागों को डाई का उपयोग करके बहाल किया जाता है, और आंतरिक धागों को नल का उपयोग करके बहाल किया जाता है।

यदि किसी वाल्व को बदलना आवश्यक हो, तो इसे फ्लैंज के साथ काट दिया जाता है और दूसरे वाल्व को एक नए स्थान पर वल्कनीकृत किया जाता है। पुराने वाल्व के स्थान को सामान्य क्षति मानकर मरम्मत की जाती है।

क्षतिग्रस्त क्षेत्रों का वल्कनीकरण वल्कनीकरण मशीन मॉडल 601 या वल्कनीकरण कक्षों के लिए गारो वल्कनीकरण मशीन पर किया जाता है। 143+2° के तापमान पर पैच के लिए वल्कनीकरण का समय 15 मिनट और फ्लैंज के लिए 20 मिनट है।

वल्कनीकरण के दौरान, चैम्बर को एक लकड़ी की प्लेट के माध्यम से प्लेट की सतह पर एक क्लैंप के साथ दबाया जाता है। ओवरले पैच से 10-15 मिमी बड़ा होना चाहिए।

यदि मरम्मत किया जाने वाला क्षेत्र स्लैब पर फिट नहीं बैठता है, तो इसे दो या तीन क्रमिक स्थापनाओं (दरों) में वल्कनीकृत किया जाता है।

वल्कनीकरण के बाद, खुरदरी सतह पर मोतियों को कैंची से काट दिया जाता है, और खुरदुरी मशीन के पत्थर पर पैच और गड़गड़ाहट के किनारों को हटा दिया जाता है।

मरम्मत किए गए कैमरों को निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:

1) हवा से भरे कक्ष को कक्ष के शरीर के साथ और उस स्थान पर जहां वाल्व जुड़ा हुआ है, सील किया जाना चाहिए;

2) पैच को कसकर वल्कनीकृत किया जाना चाहिए, बुलबुले और सरंध्रता से मुक्त होना चाहिए, उनकी कठोरता कैमरे के रबर के समान होनी चाहिए;

3) पैच और फ्लैंज के किनारों में मोटापन या छिलका नहीं होना चाहिए;

4) वाल्व धागा अच्छी स्थिति में होना चाहिए।

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प्राकृतिक रबर हमेशा पुर्जे बनाने के लिए उपयुक्त नहीं होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इसकी प्राकृतिक लोच बहुत कम है, और बाहरी तापमान पर अत्यधिक निर्भर है। 0 के करीब तापमान पर, रबर कठोर हो जाता है, या अधिक नीचे जाने पर यह भंगुर हो जाता है। लगभग +30 डिग्री के तापमान पर, रबर नरम होना शुरू हो जाता है और आगे गर्म करने पर यह पिघली हुई अवस्था में बदल जाता है। वापस ठंडा होने पर, यह अपने मूल गुणों को बहाल नहीं करता है।

रबर के आवश्यक परिचालन और तकनीकी गुणों को सुनिश्चित करने के लिए, रबर में विभिन्न पदार्थ और सामग्रियां मिलाई जाती हैं - कार्बन ब्लैक, चाक, सॉफ्टनर, आदि।

व्यवहार में, कई वल्कनीकरण विधियों का उपयोग किया जाता है, लेकिन उनमें एक चीज समान है - वल्कनीकरण सल्फर के साथ कच्चे माल का प्रसंस्करण। कुछ पाठ्यपुस्तकों और विनियमों में कहा गया है कि सल्फर यौगिकों का उपयोग वल्केनाइजिंग एजेंटों के रूप में किया जा सकता है, लेकिन वास्तव में उन्हें केवल इसलिए माना जा सकता है क्योंकि उनमें सल्फर होता है। अन्यथा, वे अन्य पदार्थों की तरह ही वल्कनीकरण को प्रभावित कर सकते हैं जिनमें सल्फर यौगिक नहीं होते हैं।

कुछ समय पहले रबर की प्रोसेसिंग को लेकर रिसर्च की गई थी कार्बनिक यौगिकऔर कुछ पदार्थ, उदाहरण के लिए:

• फास्फोरस;
• सेलेनियम;
• ट्रिनिट्रोबेंजीन और कई अन्य।

लेकिन अध्ययनों से पता चला है कि इन पदार्थों का वल्कनीकरण के संदर्भ में कोई व्यावहारिक मूल्य नहीं है।

वल्कनीकरण प्रक्रिया

रबर वल्कनीकरण प्रक्रिया को ठंडे और गर्म में विभाजित किया जा सकता है। प्रथम को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। पहले में सल्फर सेमीक्लोराइड का उपयोग शामिल है। इस पदार्थ का उपयोग करके वल्कनीकरण की क्रियाविधि इस प्रकार दिखती है। प्राकृतिक रबर से बना एक वर्कपीस इस पदार्थ (S2Cl2) के वाष्प में या किसी विलायक के आधार पर बने इसके घोल में रखा जाता है। विलायक को दो आवश्यकताओं को पूरा करना होगा:

1. इसे सल्फर सेमीक्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करनी चाहिए।
2. इसे रबर को घोलना चाहिए।

एक नियम के रूप में, कार्बन डाइसल्फ़ाइड, गैसोलीन और कई अन्य का उपयोग विलायक के रूप में किया जा सकता है। तरल में सल्फर सेमीक्लोराइड की उपस्थिति रबर को घुलने से रोकती है। इस प्रक्रिया का सार रबर को इस रसायन से संतृप्त करना है।

S2Cl2 की भागीदारी के साथ वल्कनीकरण प्रक्रिया की अवधि अंततः लोच और ताकत सहित तैयार उत्पाद की तकनीकी विशेषताओं को निर्धारित करती है।

2% घोल में वल्कनीकरण का समय कई सेकंड या मिनट हो सकता है। यदि प्रक्रिया में बहुत अधिक समय लगता है, तो तथाकथित अति-वल्कनीकरण हो सकता है, अर्थात, वर्कपीस अपनी प्लास्टिसिटी खो देते हैं और बहुत भंगुर हो जाते हैं। अनुभव बताता है कि लगभग एक मिलीमीटर की उत्पाद मोटाई के साथ, वल्कनीकरण ऑपरेशन कुछ सेकंड में किया जा सकता है।

यह वल्कनीकरण तकनीक पतली दीवार वाले भागों - ट्यूब, दस्ताने आदि के प्रसंस्करण के लिए इष्टतम समाधान है, लेकिन, इस मामले में, प्रसंस्करण मोड का सख्ती से पालन करना आवश्यक है अन्यथा, भागों की ऊपरी परत को अधिक वल्कनीकृत किया जा सकता है; भीतरी परतें.

वल्कनीकरण ऑपरेशन के अंत में, परिणामी हिस्सों को पानी या क्षारीय घोल से धोना चाहिए।

शीत वल्कनीकरण की दूसरी विधि है। पतली दीवार वाले रबर के रिक्त स्थान को SO2 से संतृप्त वातावरण में रखा जाता है। एक निश्चित समय के बाद, वर्कपीस को एक कक्ष में ले जाया जाता है जहां H2S (हाइड्रोजन सल्फाइड) पंप किया जाता है। ऐसे कक्षों में वर्कपीस का होल्डिंग समय 15 - 25 मिनट है। यह समय वल्कनीकरण को पूरा करने के लिए पर्याप्त है। इस तकनीक का उपयोग चिपके हुए सीमों के प्रसंस्करण के लिए सफलतापूर्वक किया जाता है, जो उन्हें उच्च शक्ति प्रदान करता है।

विशेष रबर को सिंथेटिक रेजिन का उपयोग करके संसाधित किया जाता है; उनका उपयोग करना ऊपर वर्णित से अलग नहीं है।

गर्म वल्कनीकरण

ऐसे वल्कनीकरण की तकनीक इस प्रकार है। ढले हुए कच्चे रबर में एक निश्चित मात्रा में सल्फर और विशेष योजक मिलाये जाते हैं। एक नियम के रूप में, सल्फर की मात्रा 5 - 10% की सीमा में होनी चाहिए; अंतिम आंकड़ा भविष्य के हिस्से के उद्देश्य और कठोरता के आधार पर निर्धारित किया जाता है। सल्फर के अलावा, 20-50% सल्फर युक्त तथाकथित हॉर्न रबर (कठोर रबर) मिलाया जाता है। अगले चरण में, परिणामी सामग्री से रिक्त स्थान बनाए जाते हैं और गर्म किए जाते हैं, अर्थात। इलाज.

विभिन्न विधियों का उपयोग करके तापन किया जाता है। रिक्त स्थान को धातु के साँचे में रखा जाता है या कपड़े में लपेटा जाता है। परिणामी संरचनाओं को 130 - 140 डिग्री सेल्सियस तक गरम ओवन में रखा जाता है। वल्कनीकरण की दक्षता बढ़ाने के लिए ओवन में अतिरिक्त दबाव बनाया जा सकता है।

गठित रिक्त स्थान को अत्यधिक गरम जल वाष्प युक्त आटोक्लेव में रखा जा सकता है। या फिर उन्हें गर्म प्रेस में रखा जाता है। वास्तव में, यह विधि व्यवहार में सबसे आम है।

वल्केनाइज्ड रबर के गुण कई स्थितियों पर निर्भर करते हैं। इसीलिए वल्कनीकरण को रबर उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले सबसे जटिल कार्यों में से एक माना जाता है। इसके अलावा, कच्चे माल की गुणवत्ता और उसके पूर्व-प्रसंस्करण की विधि एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। हमें अतिरिक्त सल्फर की मात्रा, तापमान, अवधि और वल्कनीकरण की विधि के बारे में नहीं भूलना चाहिए। अंत में, तैयार उत्पाद के गुण विभिन्न मूल की अशुद्धियों की उपस्थिति से भी प्रभावित होते हैं। दरअसल, कई अशुद्धियों की उपस्थिति उचित वल्कनीकरण की अनुमति देती है।

हाल के वर्षों में, रबर उद्योग में त्वरक का उपयोग किया गया है। रबर मिश्रण में जोड़े गए ये पदार्थ प्रक्रियाओं को गति देते हैं, ऊर्जा लागत को कम करते हैं, दूसरे शब्दों में, ये योजक वर्कपीस के प्रसंस्करण को अनुकूलित करते हैं।

हवा में गर्म वल्कनीकरण लागू करते समय, लेड ऑक्साइड की उपस्थिति आवश्यक है, इसके अलावा, कार्बनिक एसिड के साथ या एसिड हाइड्रॉक्साइड युक्त यौगिकों के साथ लेड लवण की उपस्थिति की आवश्यकता हो सकती है।

निम्नलिखित पदार्थों का उपयोग त्वरक के रूप में किया जाता है:

• थियुरामिड सल्फाइड;
• ज़ैंथेट्स;
• मर्कैप्टोबेंजोथियाज़ोल।

यदि ऐसा हो तो जलवाष्प के प्रभाव में किए गए वल्कनीकरण को काफी हद तक कम किया जा सकता है रासायनिक पदार्थ, क्षार के रूप में: Ca(OH)2, MgO, NaOH, KOH, या लवण Na2CO3, Na2CS3। इसके अलावा, पोटेशियम लवण प्रक्रियाओं को गति देने में मदद करेगा।

कार्बनिक त्वरक भी हैं, ये एमाइन हैं, और यौगिकों का एक पूरा समूह है जो किसी भी समूह में शामिल नहीं हैं। उदाहरण के लिए, ये एमाइन, अमोनिया और कई अन्य पदार्थों के व्युत्पन्न हैं।

डिफेनिलगुआनिडाइन, हेक्सामेथिलनेटेट्रामाइन और कई अन्य का उपयोग अक्सर उत्पादन में किया जाता है। त्वरक की गतिविधि को बढ़ाने के लिए जिंक ऑक्साइड का उपयोग किया जाना असामान्य नहीं है।

एडिटिव्स और एक्सेलेरेटर के अलावा, पर्यावरण भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय वायु की उपस्थिति मानक दबाव पर वल्कनीकरण के लिए प्रतिकूल परिस्थितियाँ पैदा करती है। हवा के अलावा, कार्बोनिक एनहाइड्राइड और नाइट्रोजन का नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। इस बीच, अमोनिया या हाइड्रोजन सल्फाइड का वल्कनीकरण प्रक्रिया पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है।

वल्कनीकरण प्रक्रिया रबर को नए गुण देती है और मौजूदा गुणों को संशोधित करती है। विशेष रूप से, इसकी लोच में सुधार होता है, आदि। बदलते गुणों को लगातार मापकर वल्कनीकरण प्रक्रिया को नियंत्रित किया जा सकता है। एक नियम के रूप में, तन्य शक्ति और तन्य शक्ति का निर्धारण इस उद्देश्य के लिए किया जाता है। लेकिन ये नियंत्रण विधियां सटीक नहीं हैं और इनका उपयोग नहीं किया जाता है।

रबर वल्कनीकरण के उत्पाद के रूप में रबर

तकनीकी रबर एक मिश्रित सामग्री है जिसमें 20 घटक होते हैं जो इस सामग्री के विभिन्न गुण प्रदान करते हैं। रबर का उत्पादन रबर के वल्कनीकरण द्वारा किया जाता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वल्कनीकरण प्रक्रिया के दौरान, मैक्रोमोलेक्यूल्स बनते हैं जो रबर के प्रदर्शन गुणों को सुनिश्चित करते हैं, इस प्रकार उच्च रबर ताकत सुनिश्चित करते हैं।

रबर और कई अन्य सामग्रियों के बीच मुख्य अंतर यह है कि इसमें लोचदार विकृतियों से गुजरने की क्षमता होती है, जो विभिन्न तापमानों पर हो सकती है, कमरे के तापमान से लेकर बहुत कम तापमान तक। रबर कई विशेषताओं में रबर से काफी आगे है, उदाहरण के लिए, यह लोच और ताकत, तापमान परिवर्तन के प्रतिरोध, आक्रामक वातावरण के संपर्क और बहुत कुछ में भिन्न होता है।

वल्कनीकरण के लिए सीमेंट

वल्कनीकरण के लिए सीमेंट का उपयोग स्व-वल्कनीकरण ऑपरेशन के लिए किया जाता है, यह 18 डिग्री से शुरू हो सकता है और 150 डिग्री तक गर्म वल्कनीकरण के लिए किया जा सकता है। इस सीमेंट में हाइड्रोकार्बन नहीं होता है। टायरों के अंदर खुरदरी सतहों पर लगाने के लिए ओटीआर प्रकार के सीमेंट का भी उपयोग किया जाता है, साथ ही सुखाने के समय को बढ़ाने के साथ टाइप टॉप आरएडी और पीएन ओटीआर श्रृंखला चिपकने वाले भी उपयोग किए जाते हैं। इस तरह के सीमेंट के उपयोग से उच्च माइलेज वाले विशेष निर्माण उपकरणों पर उपयोग किए जाने वाले रिट्रेडेड टायरों के लिए लंबी सेवा जीवन प्राप्त करना संभव हो जाता है।

टायरों के लिए स्वयं करें हॉट वल्कनीकरण तकनीक

किसी टायर या ट्यूब का गर्म वल्कनीकरण करने के लिए आपको एक प्रेस की आवश्यकता होगी। रबर और भाग के बीच वेल्डिंग प्रतिक्रिया एक निश्चित अवधि में होती है। यह समय मरम्मत किए जाने वाले क्षेत्र के आकार पर निर्भर करता है। अनुभव से पता चलता है कि निर्दिष्ट तापमान के अधीन, 1 मिमी गहरी क्षति की मरम्मत में 4 मिनट लगेंगे। यानी 3 मिमी गहरे दोष को ठीक करने के लिए आपको 12 मिनट का शुद्ध समय खर्च करना होगा। हम तैयारी के समय को ध्यान में नहीं रखते। इस बीच, मॉडल के आधार पर वल्कनीकरण उपकरण को चालू करने में लगभग 1 घंटा लग सकता है।

गर्म वल्कनीकरण के लिए आवश्यक तापमान 140 से 150 डिग्री सेल्सियस तक होता है। इस तापमान को प्राप्त करने के लिए औद्योगिक उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है। टायरों की स्वयं मरम्मत करने के लिए, घरेलू विद्युत उपकरणों, जैसे लोहा, का उपयोग करना काफी स्वीकार्य है।

वल्कनीकरण उपकरण का उपयोग करके कार के टायर या ट्यूब में खराबी को दूर करना एक श्रम-गहन ऑपरेशन है। इसमें कई सूक्ष्मताएं और विवरण हैं, और इसलिए हम मरम्मत के मुख्य चरणों पर विचार करेंगे।

1. क्षति स्थल तक पहुंच प्रदान करने के लिए, टायर को पहिये से हटा दिया जाना चाहिए।
2. क्षतिग्रस्त क्षेत्र के पास रबर को साफ करें। इसकी सतह खुरदरी हो जानी चाहिए.
3. संपीड़ित हवा का उपयोग करके उपचारित क्षेत्र को उड़ा दें। बाहर दिखाई देने वाली रस्सी को हटा देना चाहिए; इसे वायर कटर से काटा जा सकता है। रबर को एक विशेष डीग्रीजिंग यौगिक से उपचारित किया जाना चाहिए। प्रसंस्करण दोनों तरफ, बाहर और अंदर किया जाना चाहिए।
4. अंदर की ओर, क्षति स्थल पर आकार का एक पूर्व-तैयार पैच लगाया जाना चाहिए। बिछाने की शुरुआत टायर बीड के किनारे से केंद्र की ओर होती है।
5. बाहर से, कच्चे रबर के टुकड़े, 10-15 मिमी के टुकड़ों में काटकर, क्षतिग्रस्त जगह पर रखे जाने चाहिए; उन्हें पहले स्टोव पर गर्म किया जाना चाहिए;
6. बिछाए गए रबर को टायर की सतह पर दबाया और समतल किया जाना चाहिए। इस मामले में, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कच्चे रबर की परत कक्ष की कामकाजी सतह से 3-5 मिमी ऊंची हो।
7. कुछ मिनटों के बाद एंगल ग्राइंडर (एंगल ग्राइंडर) का उपयोग करके, लगाए गए कच्चे रबर की परत को हटाना आवश्यक है। यदि नंगी सतह ढीली है, यानी उसमें हवा है, तो लगाए गए सभी रबर को हटा देना चाहिए और रबर लगाने की प्रक्रिया को दोहराना चाहिए। यदि मरम्मत परत में कोई हवा नहीं है, यानी, सतह चिकनी है और इसमें छिद्र नहीं हैं, तो मरम्मत किए जा रहे हिस्से को ऊपर बताए गए तापमान पर पहले से गरम किया जा सकता है।
8. प्रेस पर टायर की सटीक स्थिति के लिए, दोषपूर्ण क्षेत्र के केंद्र को चाक से चिह्नित करना समझ में आता है। गर्म प्लेटों को रबर से चिपकने से रोकने के लिए उनके बीच मोटा कागज रखना चाहिए।

DIY वल्केनाइज़र

किसी भी गर्म वल्केनाइजिंग उपकरण में दो घटक होने चाहिए:

• एक ताप तत्व;
• प्रेस।

अपना स्वयं का वल्केनाइज़र बनाने के लिए आपको आवश्यकता हो सकती है:

• लोहा;
• बिजली का स्टोव;
• आंतरिक दहन इंजन से पिस्टन.

स्वयं करें वल्केनाइज़र को एक नियामक से सुसज्जित किया जाना चाहिए जो ऑपरेटिंग तापमान (140-150 डिग्री सेल्सियस) तक पहुंचने पर इसे बंद कर सके। प्रभावी क्लैम्पिंग के लिए, आप एक साधारण क्लैंप का उपयोग कर सकते हैं।

1. समस्या की वर्तमान स्थिति और अनुसंधान समस्या का विवरण।

1.1. मौलिक सल्फर के साथ वल्कनीकरण।

1.1.1. त्वरक और सक्रियकर्ताओं के साथ सल्फर की अंतःक्रिया।

1.1.2. त्वरक के बिना सल्फर के साथ रबर का वल्कनीकरण।

1.1.3. त्वरक की उपस्थिति में सल्फर के साथ रबर का वल्कनीकरण।

1.1.4. त्वरक और सक्रियकर्ताओं की उपस्थिति में सल्फर वल्कनीकरण के व्यक्तिगत चरणों का तंत्र।

1.1.5. पॉलीसल्फाइड क्रॉस-लिंक की माध्यमिक प्रतिक्रियाएं। उत्तर-वल्कनीकरण (पुनः वल्कनीकरण) और प्रत्यावर्तन की घटनाएँ।

1.1.6. सल्फर वल्कनीकरण प्रक्रिया का गतिज विवरण।

1.2. रासायनिक अभिकर्मकों के साथ इलास्टोमर्स का संशोधन।

1.2.1. फिनोल और मेथिलीन समूह दाताओं के साथ संशोधन।

1.2.2. पॉलीहैलाइड यौगिकों के साथ संशोधन।

1.3. चक्रीय थायोयूरिया डेरिवेटिव के साथ संरचना।

1.4 इलास्टोमेर मिश्रण की संरचना और वल्कनीकरण की विशेषताएं।

1.5. उत्पादों में गैर-आइसोथर्मल वल्कनीकरण की गतिशीलता का मूल्यांकन।

2. अनुसंधान की वस्तुएँ और विधियाँ।

2.1. शोध की वस्तुएँ

2.2. तलाश पद्दतियाँ।

2.2.1. रबर यौगिकों और वल्केनिज़ेट्स के गुणों का अध्ययन।

2.2.2. क्रॉस-लिंक एकाग्रता का निर्धारण.

2.3. हेटरोसाइक्लिक थियोयूरिया डेरिवेटिव का संश्लेषण।

3. प्रयोगात्मक और चर्चा

परिणाम

3.1. सल्फर वल्केनाइजिंग सिस्टम के प्रभाव में वल्केनाइजेशन नेटवर्क के गठन की गतिज विशेषताओं का अध्ययन।

3.2. सल्फर वल्केनाइजिंग सिस्टम के संरचना प्रभाव पर संशोधक का प्रभाव।

3.3 हेटरोपोलर रबर पर आधारित रबर यौगिकों के वल्कनीकरण की गतिकी।

3.4. इलास्टोमेरिक उत्पादों के लिए वल्कनीकरण प्रक्रियाओं का डिज़ाइन।

शोध प्रबंधों की अनुशंसित सूची

• तेल ड्रिलिंग उपकरण उत्पादों के लिए पॉलीहाइड्रोफॉस्फोरिल यौगिकों के साथ संशोधित ध्रुवीय रबर पर आधारित रबर के गुणों का विकास और अध्ययन 2001, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार कुत्सोव, अलेक्जेंडर निकोलाइविच

• तकनीकी रबर के लिए एज़ोमेथिन पर आधारित बहुक्रियाशील सामग्री 2010, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर नोवोपोलत्सेवा, ओक्साना मिखाइलोवना

• डाइनिट्रोसो-जनरेटिंग सिस्टम के साथ वल्केनाइज्ड इलास्टोमेरिक रचनाओं की तैयारी, गुण और उपयोग 2005, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार मकारोव, टिमोफ़े व्लादिमीरोविच

• मिश्रित सामग्रियों के निर्माण के दौरान इलास्टोमर्स की सतह परतों का भौतिक-रासायनिक संशोधन 1998, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर एलिसेवा, इरीना मिखाइलोवना

• गतिशील वल्कनीकरण विधि का उपयोग करके थर्मोप्लास्टिक शू रबर के निर्माण और प्रसंस्करण के लिए प्रौद्योगिकी की वैज्ञानिक नींव का विकास 2007, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर कारपुखिन, अलेक्जेंडर अलेक्जेंड्रोविच

निबंध का परिचय (सार का भाग) विषय पर "जटिल संरचना प्रणालियों के साथ डायन रबर के वल्कनीकरण की गतिशीलता का अध्ययन"

रबर उत्पादों की गुणवत्ता वल्कनीकरण प्रक्रिया के दौरान एक इष्टतम स्थानिक नेटवर्क संरचना के गठन की स्थितियों से अटूट रूप से जुड़ी हुई है, जो इलास्टोमेरिक सिस्टम के संभावित गुणों की अधिकतम प्राप्ति की अनुमति देती है। बी. ए. डोगाडकिन, वी. ए. शेरशनेव, ई. ई. पोटापोव, आई. ए. टुटोर्स्की, जी.आई. के कार्यों में। ए. शुमानोवा, तारासोवा जेड.एन., डोनत्सोवा ए.ए., डब्ल्यू. शीले, ए.वाई. कोरन और अन्य वैज्ञानिकों ने कम-आणविक पदार्थों और सक्रिय केंद्रों - वास्तविक वल्कनीकरण एजेंटों की भागीदारी के साथ इलास्टोमर्स की जटिल, समानांतर-अनुक्रमिक क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियाओं के अस्तित्व के आधार पर, वल्कनीकरण प्रक्रिया के बुनियादी नियम स्थापित किए हैं।

प्रासंगिक वे कार्य हैं जो इस दिशा को जारी रखते हैं, विशेष रूप से त्वरक, वल्कनीकरण एजेंटों, माध्यमिक संरचना एजेंटों और संशोधक, और रबर मिश्रण के कोवल्कनीकरण के संयोजन वाले इलास्टोमेरिक सिस्टम के वल्कनीकरण विशेषताओं का वर्णन करने के क्षेत्र में। रबर के क्रॉस-लिंकिंग के मात्रात्मक विवरण के लिए विभिन्न दृष्टिकोणों पर पर्याप्त ध्यान दिया गया है, लेकिन एक ऐसी योजना की खोज की जा रही है जो संरचना प्रणालियों की कार्रवाई के कैनेटीक्स के सैद्धांतिक विवरण और विभिन्न के तहत प्राप्त फैक्ट्री प्रयोगशालाओं से प्रयोगात्मक डेटा को यथासंभव ध्यान में रखती है। तापमान-समय की स्थिति एक अत्यावश्यक कार्य है।

यह एक सीमित प्रयोगशाला प्रयोग के डेटा के आधार पर कंप्यूटर-सहायता प्राप्त डिज़ाइन विधि सहित इलास्टोमेरिक उत्पादों के गैर-इज़ोटेर्मल वल्कनीकरण की प्रक्रिया की गति और मापदंडों की गणना के तरीकों के महान व्यावहारिक महत्व के कारण है। टायर और रबर उत्पादों के वल्कनीकरण की उत्पादन प्रक्रियाओं के दौरान इष्टतम प्रदर्शन गुणों को प्राप्त करना संभव बनाने वाली समस्याओं का समाधान काफी हद तक स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले गैर-इज़ोटेर्मल वल्कनीकरण के गणितीय मॉडलिंग के तरीकों में सुधार पर निर्भर करता है।

सल्फर वल्कनीकरण की समस्याओं पर विचार, जो वल्कनीकरण नेटवर्क के क्रॉस-लिंक संरचना के गठन और विघटन के कैनेटीक्स और प्रतिक्रिया तंत्र से संबंधित, वल्कनीकरण के भौतिक रासायनिक और यांत्रिक गुणों को निर्धारित करता है, इसमें शामिल सभी विशेषज्ञों के लिए स्पष्ट व्यावहारिक महत्व है। सामान्य प्रयोजन रबर का प्रसंस्करण।

डिज़ाइन में आधुनिक रुझानों द्वारा निर्धारित रबर की लोचदार-शक्ति और चिपकने वाले गुणों का बढ़ा हुआ स्तर, बहुक्रियाशील कार्रवाई के संशोधक के निर्माण में व्यापक उपयोग के बिना प्राप्त नहीं किया जा सकता है, जो एक नियम के रूप में, वल्केनाइजिंग कोएजेंट हैं, जो गतिशीलता को प्रभावित करते हैं। सल्फर वल्केनाइजेशन और परिणामी स्थानिक नेटवर्क की प्रकृति।

वल्कनीकरण प्रक्रियाओं का अनुसंधान और गणना वर्तमान में काफी हद तक प्रायोगिक सामग्री, अनुभवजन्य और ग्राफिक-विश्लेषणात्मक गणना विधियों पर आधारित है, जिनका अभी तक पर्याप्त सामान्यीकृत विश्लेषण नहीं हुआ है। कई मामलों में, वल्कनीकरण नेटवर्क कई प्रकार के रासायनिक बंधों द्वारा बनता है, जो चरणों के बीच विषम रूप से वितरित होते हैं। साथ ही, भौतिक, समन्वय और के गठन के साथ घटकों के अंतर-आणविक संपर्क के जटिल तंत्र रासायनिक बन्ध, अस्थिर परिसरों और यौगिकों का निर्माण, वल्कनीकरण प्रक्रिया के विवरण को बेहद जटिल बनाता है, जिससे कई शोधकर्ताओं को कारक भिन्नता की संकीर्ण सीमाओं के लिए अनुमान लगाने में मदद मिलती है।

कार्य का उद्देश्य इलास्टोमर्स और उनके मिश्रण के वल्कनीकरण के दौरान होने वाली गैर-स्थिर प्रक्रियाओं के तंत्र और कैनेटीक्स का अध्ययन और स्पष्टीकरण करना है, टायर और टायर सहित मल्टीकंपोनेंट संशोधित संरचना प्रणालियों के साथ वल्कनीकरण प्रक्रिया के गणितीय विवरण के लिए पर्याप्त तरीके विकसित करना है। बहुपरत रबर उत्पाद, द्वितीयक संरचना प्रणालियों की उपस्थिति में प्रक्रिया के व्यक्तिगत चरणों को प्रभावित करने वाले कारकों को स्थापित करने के लिए। रबर और उनके संयोजनों के साथ-साथ उनके वल्कनीकरण मापदंडों के आधार पर रचनाओं की वल्कनीकरण विशेषताओं की भिन्न-अनुकूलन गणना के तरीकों के इस आधार पर विकास।

व्यवहारिक महत्व। पहली बार, गतिज प्रयोगों की योजना बनाने के लिए 6 तरीकों का उपयोग करके एक बहुमानदंड अनुकूलन समस्या को व्युत्क्रम गतिज समस्या को हल करने के लिए कम कर दिया गया है। ऐसे मॉडल विकसित किए गए हैं जो विशिष्ट टायर रबर की संरचनात्मक-संशोधित प्रणालियों की संरचना को उद्देश्यपूर्ण रूप से अनुकूलित करना और तैयार उत्पादों में लोचदार-कठोरता गुणों के अधिकतम स्तर को प्राप्त करना संभव बनाते हैं।

वैज्ञानिक नवीनता. वल्कनीकरण प्रक्रिया को अनुकूलित करने और तैयार उत्पाद की गुणवत्ता की भविष्यवाणी करने की बहुमानदंड समस्या को गतिज प्रयोगों की योजना बनाने के तरीकों का उपयोग करके व्युत्क्रम रासायनिक समस्या को हल करने का प्रस्ताव है। वल्कनीकरण प्रक्रिया के मापदंडों का निर्धारण गैर-स्थिर क्षेत्र में प्रभावी नियंत्रण और विनियमन की अनुमति देता है

कार्य का परीक्षण मॉस्को (1999), येकातेरिनबर्ग (1993), वोरोनिश (1996) में रूसी वैज्ञानिक सम्मेलनों और वीएसटीए 1993-2000 के वैज्ञानिक और तकनीकी सम्मेलनों में किया गया था।

समान शोध प्रबंध विशेषता में "पॉलिमर और कंपोजिट की प्रौद्योगिकी और प्रसंस्करण", 05.17.06 कोड VAK

• गतिज मॉडल के आधार पर कार के टायरों के गैर-इज़ोटेर्माल वल्कनीकरण की मॉडलिंग 2009, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार मार्केलोव, व्लादिमीर गेनाडिविच

• पॉलीडीन वल्कनीकरण के भौतिक रासायनिक आधार और सक्रिय घटक 2012, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर कर्मानोवा, ओल्गा विक्टोरोवना

• शुंगाइट क्लोरीनयुक्त इलास्टोमर्स पर आधारित रबर यौगिकों के लिए एक नया घटक है 2011, रासायनिक विज्ञान के उम्मीदवार आर्टामोनोवा, ओल्गा एंड्रीवाना

• रबर उत्पादों के उत्पादन में रबर के सल्फर वल्कनीकरण के लिए त्वरक के उत्सर्जन को कम करने के लिए पर्यावरणीय मूल्यांकन और तरीके 2011, रासायनिक विज्ञान के उम्मीदवार ज़कीवा, एल्मिरा ज़िर्याकोवना

• विभिन्न प्रकार और गुणों के धातु ऑक्साइड का उपयोग करके रबर यौगिकों का वल्कनीकरण 1998, तकनीकी विज्ञान के उम्मीदवार पुगाच, इरीना गेनाडीवना

शोध प्रबंध का निष्कर्ष "पॉलिमर और कंपोजिट की प्रौद्योगिकी और प्रसंस्करण" विषय पर, मोलचानोव, व्लादिमीर इवानोविच

1. डायन रबर्स के सल्फर वल्कनीकरण के नियमों का वर्णन करने वाली योजना सैद्धांतिक और व्यावहारिक रूप से प्रमाणित है, जो पॉलीसल्फाइड बॉन्ड के गठन, विनाश और इलास्टोमेर मैक्रोमोलेक्यूल्स के संशोधन की प्रतिक्रियाओं के साथ प्रेरण अवधि के सिद्धांत के ज्ञात समीकरणों को जोड़ने पर आधारित है। प्रस्तावित गतिज मॉडल हमें अवधियों का वर्णन करने की अनुमति देता है: आइसोप्रीन और ब्यूटाडाइन रबर और सल्फर और सल्फेनमाइड्स की उपस्थिति में उनके संयोजन के आधार पर रबर के वल्कनीकरण का प्रेरण, क्रॉसलिंकिंग और उत्क्रमण, वल्केनाइजेट के मॉड्यूल पर तापमान का प्रभाव।

2. प्रस्तावित मॉडल में सल्फर वल्कनीकरण प्रक्रिया के सभी चरणों के सक्रियण स्थिरांक और ऊर्जा की गणना पॉलीइज़ोथर्म विधि का उपयोग करके व्युत्क्रम गतिज समस्याओं को हल करके की गई थी, और अन्य तरीकों से प्राप्त साहित्य डेटा के साथ उनका अच्छा समझौता नोट किया गया था। मॉडल मापदंडों का एक उपयुक्त विकल्प इसका उपयोग करके मुख्य प्रकार के गतिज वक्रों का वर्णन करना संभव बनाता है।

3. क्रॉस-लिंक के नेटवर्क के गठन और विनाश के पैटर्न के विश्लेषण के आधार पर, संरचना प्रणालियों की संरचना पर इलास्टोमेरिक रचनाओं की वल्कनीकरण प्रक्रिया की गति की निर्भरता का विवरण दिया गया है।

4. संशोधक आरयू और हेक्सोल की उपस्थिति में सल्फर वल्कनीकरण का वर्णन करने के लिए प्रस्तावित प्रतिक्रिया योजना के समीकरणों के पैरामीटर निर्धारित किए गए थे। यह स्थापित किया गया है कि संशोधक की सापेक्ष एकाग्रता में वृद्धि के साथ, स्थिर क्रॉस-लिंक के गठन की सामग्री और दर बढ़ जाती है। संशोधक के उपयोग से पॉलीसल्फाइड बांड के निर्माण पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है। वल्कनीकरण नेटवर्क की पॉलीसल्फाइड इकाइयों के अपघटन की दर संरचना प्रणाली के घटकों की एकाग्रता पर निर्भर नहीं करती है।

5. यह स्थापित किया गया है कि मेटल ऑक्साइड और सल्फर वल्केनाइजिंग सिस्टम के साथ वल्केनाइज्ड इलास्टोमेरिक रचनाओं में पॉलीक्लोरोप्रीन और स्टाइरीन-ब्यूटाडीन रबर के अनुपात पर रियोमीटर पर मापे गए टॉर्क और कम बढ़ाव पर नाममात्र तनाव की निर्भरता हमेशा नहीं हो सकती है। एक चिकने वक्र द्वारा वर्णित। त्वरक के रूप में अल्टैक्स का उपयोग करते समय प्राप्त संरचना में रबर के चरण अनुपात पर सशर्त वोल्टेज की निर्भरता का सबसे अच्छा अनुमान टुकड़े-टुकड़े निरंतर सन्निकटन द्वारा वर्णित है। वॉल्यूमेट्रिक चरण अनुपात (ए = 0.2 - 0.8) के औसत मूल्यों पर, इंटरपेनिट्रेटिंग पॉलिमर नेटवर्क के लिए डेविस समीकरण का उपयोग किया गया था। अंतःस्राव सीमा (ए = 0.11 - 0.19) के नीचे सांद्रता पर, मैट्रिक्स में बिखरे हुए चरण के अनिसोट्रोपिक तत्वों की समानांतर व्यवस्था के विचार के आधार पर ताकायानागी समीकरण का उपयोग करके संरचना के प्रभावी मॉड्यूल की गणना की गई थी।

6. यह दिखाया गया है कि चक्रीय थियोयूरिया डेरिवेटिव इलास्टोमेरिक चरणों के इंटरफेस पर बांड की संख्या में वृद्धि करते हैं, संरचना लंबी होने पर नाममात्र तनाव, और अल्टैक्स की तुलना में चरण अनुपात पर मापांक की निर्भरता की प्रकृति को बदल देते हैं। सशर्त तनाव की एकाग्रता निर्भरता का सबसे अच्छा अनुमान कम क्रॉस-लिंक घनत्व पर लॉजिस्टिक वक्र और उच्च क्रॉस-लिंक घनत्व पर लॉगरिदमिक वक्र का उपयोग करके प्राप्त किया गया था।

8. प्रस्तावित मॉडलों का उपयोग करके गतिज स्थिरांक की गणना, तापमान क्षेत्रों की गणना और मोटी दीवार वाले उत्पादों में वल्कनीकरण की डिग्री के लिए मॉड्यूलर कार्यक्रम विकसित किए गए हैं। विकसित सॉफ्टवेयर पैकेज आपको उत्पाद डिजाइन और व्यंजनों के निर्माण के चरण में तकनीकी वल्कनीकरण मोड की गणना करने की अनुमति देता है।

9. वल्कनीकरण के प्रस्तावित गतिज मॉडल के परिकलित गतिज स्थिरांक का उपयोग करके बहुपरत रबर उत्पादों के ताप और वल्कनीकरण की प्रक्रियाओं की गणना के लिए तरीके विकसित किए गए हैं।

गणना और प्रयोगात्मक डेटा के बीच समझौते की सटीकता आवश्यकताओं को पूरा करती है।

शोध प्रबंध अनुसंधान के लिए संदर्भों की सूची रासायनिक विज्ञान के उम्मीदवार मोलचानोव, व्लादिमीर इवानोविच, 2000

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रबर वल्कनीकरण की मूल विधियाँ. रबर प्रौद्योगिकी की मुख्य रासायनिक प्रक्रिया - वल्कनीकरण - को पूरा करने के लिए वल्कनीकरण एजेंटों का उपयोग किया जाता है। वल्कनीकरण प्रक्रिया के रसायन विज्ञान में एक स्थानिक नेटवर्क का निर्माण होता है, जिसमें रैखिक या शाखित रबर मैक्रोमोलेक्यूल्स और क्रॉस-लिंक शामिल होते हैं। तकनीकी रूप से, वल्कनीकरण में रबर मिश्रण को सामान्य से 220˚C तक के तापमान पर दबाव में और कम बार इसके बिना संसाधित करना शामिल है।

ज्यादातर मामलों में, औद्योगिक वल्कनीकरण वल्केनाइजिंग सिस्टम का उपयोग करके किया जाता है जिसमें वल्केनाइजिंग एजेंट, त्वरक और वल्कनीकरण सक्रियकर्ता शामिल होते हैं और स्थानिक नेटवर्क के निर्माण की अधिक कुशल प्रक्रिया में योगदान करते हैं।

रबर और वल्केनाइजिंग एजेंट के बीच रासायनिक संपर्क रबर की रासायनिक गतिविधि से निर्धारित होता है, अर्थात। इसकी श्रृंखलाओं की असंतृप्ति की डिग्री, कार्यात्मक समूहों की उपस्थिति।

असंतृप्त रबर की रासायनिक गतिविधि मुख्य श्रृंखला में दोहरे बंधन की उपस्थिति और दोहरे बंधन से सटे α-मेथिलीन समूहों में हाइड्रोजन परमाणुओं की बढ़ी हुई गतिशीलता के कारण होती है। इसलिए, असंतृप्त रबर को उन सभी यौगिकों के साथ वल्कनीकृत किया जा सकता है जो दोहरे बंधन और उसके पड़ोसी समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

असंतृप्त रबर के लिए मुख्य वल्केनाइजिंग एजेंट सल्फर है, जिसे आमतौर पर त्वरक और उनके एक्टिवेटर के साथ वल्केनाइजिंग सिस्टम के रूप में उपयोग किया जाता है। सल्फर के अलावा, आप कार्बनिक और अकार्बनिक पेरोक्साइड, एल्काइलफेनोल-फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन (एपीएफआर), डायज़ो यौगिक और पॉलीहैलाइड यौगिकों का उपयोग कर सकते हैं।

संतृप्त घिसने की रासायनिक गतिविधि असंतृप्त घिसने की गतिविधि से काफी कम है, इसलिए वल्कनीकरण के लिए उच्च प्रतिक्रियाशीलता वाले पदार्थों का उपयोग करना आवश्यक है, उदाहरण के लिए विभिन्न पेरोक्साइड।

असंतृप्त और संतृप्त रबर का वल्कनीकरण न केवल रासायनिक वल्कनीकरण एजेंटों की उपस्थिति में किया जा सकता है, बल्कि रासायनिक परिवर्तनों को शुरू करने वाले भौतिक प्रभावों के प्रभाव में भी किया जा सकता है। ये हैं उच्च-ऊर्जा विकिरण (विकिरण वल्कनीकरण), पराबैंगनी विकिरण (फोटोवल्कनीकरण), उच्च तापमान के लंबे समय तक संपर्क (थर्मोवल्कनीकरण), शॉक तरंगों की क्रिया और कुछ अन्य स्रोत।

जिन रबरों में कार्यात्मक समूह होते हैं, उन्हें उन पदार्थों का उपयोग करके इन समूहों में वल्कनीकृत किया जा सकता है जो क्रॉस-लिंक बनाने के लिए कार्यात्मक समूहों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

वल्कनीकरण प्रक्रिया के मूल सिद्धांत।रबर के प्रकार और प्रयुक्त वल्कनीकरण प्रणाली के बावजूद, वल्कनीकरण प्रक्रिया के दौरान सामग्री के गुणों में कुछ विशिष्ट परिवर्तन होते हैं:

रबर मिश्रण की प्लास्टिसिटी तेजी से कम हो जाती है, और वल्केनिज़ेट्स की ताकत और लोच दिखाई देती है। इस प्रकार, एनके पर आधारित कच्चे रबर मिश्रण की ताकत 1.5 एमपीए से अधिक नहीं होती है, और वल्केनाइज्ड सामग्री की ताकत 25 एमपीए से कम नहीं होती है।

रबर की रासायनिक गतिविधि काफी कम हो जाती है: असंतृप्त रबर में दोहरे बंधन की संख्या कम हो जाती है, संतृप्त रबर और कार्यात्मक समूहों वाले रबर में सक्रिय केंद्रों की संख्या कम हो जाती है। इसके कारण, वल्केनाइजेट का ऑक्सीडेटिव और अन्य आक्रामक प्रभावों के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है।

वल्केनाइज्ड सामग्री का निम्न और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है। इस प्रकार, एनके 0ºС पर कठोर हो जाता है और +100ºС पर चिपचिपा हो जाता है, और वल्केनाइजेट -20 से +100ºС तक तापमान सीमा में ताकत और लोच बनाए रखता है।

वल्कनीकरण के दौरान सामग्री के गुणों में परिवर्तन की यह प्रकृति स्पष्ट रूप से संरचना प्रक्रियाओं की घटना को इंगित करती है, जो त्रि-आयामी स्थानिक नेटवर्क के निर्माण में समाप्त होती है। वल्केनाइजेट को अपनी लोच बनाए रखने के लिए, क्रॉस-लिंक पर्याप्त रूप से दुर्लभ होना चाहिए। इस प्रकार, एनसी के मामले में, यदि मुख्य श्रृंखला के प्रति 600 कार्बन परमाणुओं पर एक क्रॉस-लिंक है, तो श्रृंखला का थर्मोडायनामिक लचीलापन संरक्षित रहता है।

वल्कनीकरण प्रक्रिया को स्थिर तापमान पर वल्कनीकरण समय के आधार पर गुणों में परिवर्तन के कुछ सामान्य पैटर्न की विशेषता भी होती है।

चूंकि मिश्रण की चिपचिपाहट गुण सबसे महत्वपूर्ण रूप से बदलते हैं, कतरनी घूर्णी विस्कोमीटर, विशेष रूप से मोनसेंटो रियोमीटर, का उपयोग वल्कनीकरण की गतिशीलता का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। ये उपकरण आपको विभिन्न कतरनी बलों के साथ 12 - 360 मिनट तक 100 से 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वल्कनीकरण प्रक्रिया का अध्ययन करने की अनुमति देते हैं। डिवाइस का रिकॉर्डर एक स्थिर तापमान पर वल्कनीकरण समय पर टोक़ की निर्भरता को लिखता है, अर्थात। गतिज वल्कनीकरण वक्र, जिसमें एस-आकार और प्रक्रिया के चरणों के अनुरूप कई खंड होते हैं (चित्र 3)।

वल्कनीकरण के पहले चरण को प्रेरण अवधि, झुलसा चरण या पूर्व-वल्कनीकरण चरण कहा जाता है। इस स्तर पर, रबर मिश्रण को तरल रहना चाहिए और पूरे सांचे को अच्छी तरह से भरना चाहिए, इसलिए इसके गुणों को न्यूनतम कतरनी क्षण एम मिनट (न्यूनतम चिपचिपाहट) और समय टी एस द्वारा दर्शाया जाता है, जिसके दौरान कतरनी क्षण न्यूनतम की तुलना में 2 इकाइयों तक बढ़ जाता है। .

प्रेरण अवधि की अवधि वल्कनीकरण प्रणाली की गतिविधि पर निर्भर करती है। एक विशेष टी एस मूल्य के साथ वल्केनाइजिंग प्रणाली का चुनाव उत्पाद के वजन से निर्धारित होता है। वल्कनीकरण के दौरान, सामग्री को पहले वल्कनीकरण तापमान तक गर्म किया जाता है, और रबर की कम तापीय चालकता के कारण, हीटिंग का समय उत्पाद के द्रव्यमान के समानुपाती होता है। इस कारण से, बड़े पैमाने पर उत्पादों के वल्कनीकरण के लिए, वल्कनीकरण प्रणालियों का चयन किया जाना चाहिए जो पर्याप्त लंबी प्रेरण अवधि प्रदान करते हैं, और उत्पादों के लिए हल्का वजन- विपरीतता से।

दूसरे चरण को मुख्य वल्कनीकरण काल ​​कहा जाता है। प्रेरण अवधि के अंत में, सक्रिय कण रबर मिश्रण के द्रव्यमान में जमा हो जाते हैं, जिससे तेजी से संरचना होती है और तदनुसार, एक निश्चित अधिकतम मूल्य एम मैक्स तक टोक़ में वृद्धि होती है। हालाँकि, दूसरे चरण के पूरा होने को एम अधिकतम तक पहुँचने का समय नहीं माना जाता है, बल्कि एम 90 के अनुरूप समय टी 90 माना जाता है। यह क्षण सूत्र द्वारा निर्धारित होता है

एम 90 =0.9 एम + एम मिनट,

जहां M टॉर्क में अंतर है (M = M अधिकतम - M मिनट)।

समय टी 90 वल्कनीकरण का इष्टतम है, जिसका मूल्य वल्कनीकरण प्रणाली की गतिविधि पर निर्भर करता है। मुख्य अवधि में वक्र का ढलान वल्कनीकरण दर को दर्शाता है।

प्रक्रिया के तीसरे चरण को पुन: वल्कनीकरण चरण कहा जाता है, जो ज्यादातर मामलों में गतिज वक्र पर स्थिर गुणों वाले क्षैतिज खंड से मेल खाता है। इस क्षेत्र को वल्कनीकरण पठार कहा जाता है। पठार जितना चौड़ा होगा, मिश्रण अति-वल्कनीकरण के प्रति उतना ही अधिक प्रतिरोधी होगा।

पठार की चौड़ाई और वक्र का आगे का मार्ग मुख्य रूप से निर्भर करता है रासायनिक प्रकृतिरबड़। एनके और एसकेआई-3 जैसे असंतृप्त रैखिक रबर के मामले में, पठार चौड़ा नहीं होता है और फिर गुण खराब हो जाते हैं, यानी। वक्र में गिरावट (चित्र 3, वक्र)। ए). पुन: वल्कनीकरण के चरण में गुणों के क्षरण की प्रक्रिया कहलाती है पदावनति. प्रत्यावर्तन का कारण न केवल मुख्य श्रृंखलाओं का विनाश है, बल्कि उच्च तापमान के प्रभाव में गठित क्रॉस-लिंक भी है।

पुनः वल्कनीकरण क्षेत्र में शाखित संरचना (पक्ष 1,2-इकाइयों में दोहरे बंधनों की एक महत्वपूर्ण संख्या) के साथ संतृप्त रबर और असंतृप्त रबर के मामले में, गुण थोड़ा बदल जाते हैं, और कुछ मामलों में सुधार भी होता है (चित्र)। 3, वक्र बीऔर वी), चूंकि पार्श्व इकाइयों के दोहरे बंधनों का थर्मल ऑक्सीकरण अतिरिक्त संरचना के साथ होता है।

अति-वल्कनीकरण के चरण में रबर मिश्रण का व्यवहार बड़े पैमाने पर उत्पादों, विशेष रूप से कार टायरों के उत्पादन में महत्वपूर्ण है, क्योंकि प्रत्यावर्तन के कारण, बाहरी परतों का अति-वल्कनीकरण हो सकता है जबकि आंतरिक परतें कम-वल्कनीकृत होती हैं। इस मामले में, वल्केनाइजिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है जो टायर के समान हीटिंग के लिए एक लंबी प्रेरण अवधि, मुख्य अवधि में उच्च गति और पुन: वल्कनीकरण चरण में एक विस्तृत वल्कनीकरण पठार प्रदान करेगा।

3.2. असंतृप्त रबर के लिए सल्फर वल्केनाइजिंग सिस्टम

वल्केनाइजिंग एजेंट के रूप में सल्फर के गुण। सल्फर के साथ प्राकृतिक रबर के वल्कनीकरण की प्रक्रिया की खोज 1839 में सी. गुडइयर द्वारा और स्वतंत्र रूप से 1843 में जी. जेनकॉक द्वारा की गई थी।

प्राकृतिक ग्राउंड सल्फर का उपयोग वल्कनीकरण के लिए किया जाता है। मौलिक सल्फर में कई क्रिस्टलीय संशोधन होते हैं, जिनमें से केवल  संशोधन रबर में आंशिक रूप से घुलनशील होता है। यह वह संशोधन है, जिसका गलनांक 112.7 ºC है, जिसका उपयोग वल्कनीकरण के लिए किया जाता है। -रूप के अणु आठ-सदस्यीय वलय S 8 हैं जिनकी वलय टूटने की औसत सक्रियण ऊर्जा E act = 247 kJ/mol है।

यह काफी उच्च ऊर्जा है, और सल्फर रिंग का विभाजन केवल 143ºC और उससे ऊपर के तापमान पर होता है। 150ºC से नीचे के तापमान पर, सल्फर रिंग का हेटेरोलिटिक या आयनिक अपघटन संबंधित सल्फर बायोऑन के निर्माण के साथ होता है, और 150ºC और इससे ऊपर के तापमान पर, S रिंग का होमोलिटिक (रेडिकल) अपघटन सल्फर बिराडिकल के निर्माण के साथ होता है:

t150ºС S 8 →S + – S 6 – S – → S 8 +–

t150ºС S 8 →Sֹ–S 6 –Sֹ→S 8 ֹֹ.

बिराडिकल्स S 8·· आसानी से छोटे टुकड़ों में टूट जाते हैं: S 8 ֹֹ→S x ֹֹ + S 8 ֹֹ।

परिणामी सल्फर बायोऑन और बिराडिकल फिर रबर मैक्रोमोलेक्यूल्स के साथ या तो डबल बॉन्ड पर या α-मेथिलीन कार्बन परमाणु की साइट पर बातचीत करते हैं।

यदि सिस्टम में कुछ सक्रिय कण (धनायन, आयन, मुक्त कण) हैं तो सल्फर रिंग 143ºС से नीचे के तापमान पर भी विघटित हो सकती है। सक्रियण निम्नलिखित योजना के अनुसार होता है:

एस 8 + ए + →ए - एस - एस 6 - एस +

एस 8 + बी - → बी - एस - एस 6 -

एस 8 + आरֹ→आर - एस - एस 6 - एसֹ।

ऐसे सक्रिय कण रबर मिश्रण में मौजूद होते हैं जब वल्कनीकरण त्वरक और उनके सक्रियकर्ताओं के साथ वल्केनाइजिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

नरम प्लास्टिक रबर को कठोर लोचदार रबर में बदलने के लिए, सल्फर की थोड़ी मात्रा पर्याप्त है - 0.10.15% wt। हालाँकि, सल्फर की वास्तविक खुराक वजन के अनुसार 12.5 से 35 भागों तक होती है। वजन के अनुसार प्रति 100 भाग रबड़।

रबर में सल्फर की घुलनशीलता सीमित होती है, इसलिए सल्फर की खुराक उस रूप को निर्धारित करती है जिसमें इसे रबर मिश्रण में वितरित किया जाता है। वास्तविक खुराक पर, सल्फर पिघली हुई बूंदों के रूप में होता है, जिसकी सतह से सल्फर के अणु रबर द्रव्यमान में फैल जाते हैं।

रबर मिश्रण की तैयारी ऊंचे तापमान (100-140ºС) पर की जाती है, जिससे रबर में सल्फर की घुलनशीलता बढ़ जाती है। इसलिए, जब मिश्रण को ठंडा किया जाता है, विशेष रूप से उच्च खुराक के मामलों में, मुक्त सल्फर एक पतली फिल्म या सल्फर के जमाव के साथ रबर मिश्रण की सतह पर फैलना शुरू हो जाता है। इस प्रक्रिया को टेक्नोलॉजी में फेडिंग या पसीना आना कहा जाता है। फेडिंग शायद ही कभी वर्कपीस की चिपचिपाहट को कम करती है, और इसलिए, वर्कपीस की सतह को ताज़ा करने के लिए, असेंबली से पहले उन्हें गैसोलीन से उपचारित किया जाता है। इससे असेंबलरों की काम करने की स्थिति खराब हो जाती है और उत्पादन में आग और विस्फोट का खतरा बढ़ जाता है।

स्टील कॉर्ड टायरों के उत्पादन में फ़ेडिंग की समस्या विशेष रूप से गंभीर है। इस मामले में, धातु और रबर के बीच बंधन की ताकत बढ़ाने के लिए, एस की खुराक को वजन के हिसाब से 5 भागों तक बढ़ा दिया जाता है। ऐसे फॉर्मूलेशन में लुप्त होने से बचने के लिए, एक विशेष संशोधन का उपयोग किया जाना चाहिए - तथाकथित बहुलक सल्फर। यह -रूप है, जो -रूप को 170ºC तक गर्म करने पर बनता है। इस तापमान पर, पिघल की चिपचिपाहट में तेज उछाल होता है और पॉलिमर सल्फर एसएन बनता है, जहां एन 1000 से अधिक है। विश्व अभ्यास में, पॉलिमर सल्फर के विभिन्न संशोधनों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें ब्रांड नाम "क्रिस्टेक्स" के तहत जाना जाता है।

सल्फर वल्कनीकरण के सिद्धांत।सल्फर वल्कनीकरण की प्रक्रिया को समझाने के लिए रासायनिक और भौतिक सिद्धांतों को सामने रखा गया है। 1902 में, वेबर ने वल्कनीकरण का पहला रासायनिक सिद्धांत सामने रखा, जिसके तत्व आज तक जीवित हैं। सल्फर के साथ एनसी की परस्पर क्रिया के उत्पाद को निकालकर, वेबर ने पाया कि प्रविष्ट सल्फर का कुछ हिस्सा निकाला नहीं गया था। उन्होंने इस भाग को बाध्य और मुक्त भाग को मुक्त सल्फर कहा। बाध्य और मुक्त सल्फर की मात्रा का योग रबर में डाले गए सल्फर की कुल मात्रा के बराबर था: एस कुल = एस मुक्त + एस बाध्य। वेबर ने रबर मिश्रण (ए) में रबर की मात्रा के लिए बाध्य सल्फर के अनुपात के रूप में वल्कनीकरण गुणांक की अवधारणा भी पेश की: के वल्क = एस बांड / ए।

वेबर आइसोप्रीन इकाइयों के दोहरे बांड पर सल्फर के इंट्रामोल्युलर जोड़ के उत्पाद के रूप में पॉलीसल्फाइड (सी 5 एच 8 एस) एन को अलग करने में कामयाब रहा। इसलिए, वेबर का सिद्धांत वल्कनीकरण के परिणामस्वरूप ताकत में वृद्धि की व्याख्या नहीं कर सका।

1910 में, ओसवाल्ड ने वल्कनीकरण का एक भौतिक सिद्धांत सामने रखा, जिसमें रबर और सल्फर के बीच भौतिक सोखना अंतःक्रिया द्वारा वल्कनीकरण के प्रभाव को समझाया गया। इस सिद्धांत के अनुसार, रबर मिश्रण में रबर-सल्फर कॉम्प्लेक्स बनते हैं, जो सोखने की ताकतों के कारण एक दूसरे के साथ भी संपर्क करते हैं, जिससे सामग्री की ताकत में वृद्धि होती है। हालाँकि, अधिशोषित सल्फर को वल्केनाइजेट से पूरी तरह से निकाला जाना चाहिए, जो वास्तविक परिस्थितियों में नहीं देखा गया था, और वल्कनीकरण का रासायनिक सिद्धांत आगे के सभी अध्ययनों में प्रबल होने लगा।

रासायनिक सिद्धांत (पुल सिद्धांत) का मुख्य प्रमाण निम्नलिखित है:

केवल असंतृप्त रबर को सल्फर के साथ वल्कनीकृत किया जाता है;

सल्फर असंतृप्त रबर के अणुओं के साथ परस्पर क्रिया करके विभिन्न प्रकार के सहसंयोजक क्रॉस-लिंक (पुल) बनाता है, अर्थात। बाध्य सल्फर के निर्माण के साथ, जिसकी मात्रा रबर की असंतृप्ति के समानुपाती होती है;

वल्कनीकरण प्रक्रिया में अतिरिक्त सल्फर की मात्रा के अनुपात में थर्मल प्रभाव शामिल होता है;

वल्कनीकरण का तापमान गुणांक लगभग 2 है, अर्थात। सामान्यतः रासायनिक प्रतिक्रिया के तापमान गुणांक के करीब।

सल्फर वल्कनीकरण के परिणामस्वरूप ताकत में वृद्धि प्रणाली की संरचना के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक त्रि-आयामी स्थानिक नेटवर्क बनता है। मौजूदा सल्फर वल्केनाइजेशन सिस्टम लगभग किसी भी प्रकार के क्रॉस-लिंक को विशेष रूप से संश्लेषित करना, वल्केनाइजेशन दर और वल्केनाइजेट की अंतिम संरचना को बदलना संभव बनाता है। इसलिए, असंतृप्त रबर के लिए सल्फर अभी भी सबसे लोकप्रिय क्रॉसलिंकिंग एजेंट है।

कुज़नेत्सोव ए.एस. 1, कोर्न्युशको वी.एफ. 2

1 स्नातकोत्तर छात्र, 2 तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर, रासायनिक प्रौद्योगिकी में सूचना प्रणाली विभाग के प्रमुख, मॉस्को टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी

एक रासायनिक-तकनीकी प्रणाली में नियंत्रण वस्तुओं के रूप में इलास्टोमेर प्रणालियों के मिश्रण और संरचना की प्रक्रियाएं

टिप्पणी

लेख में, सिस्टम विश्लेषण के दृष्टिकोण से, इलास्टोमर्स से उत्पादों के उत्पादन के लिए एक एकल रासायनिक-तकनीकी प्रणाली में मिश्रण और संरचना की प्रक्रियाओं के संयोजन की संभावना पर विचार किया गया है।

कीवर्ड:मिश्रण, संरचना, प्रणाली, प्रणाली विश्लेषण, प्रबंधन, नियंत्रण, रासायनिक तकनीकी प्रणाली।

कुज़्नेत्सोव ए. एस. 1 , कोर्नुष्को वी. एफ. 2

1 स्नातकोत्तर छात्र, इंजीनियरिंग में 2 पीएचडी, प्रोफेसर, रासायनिक प्रौद्योगिकी में सूचना प्रणाली विभाग के प्रमुख, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी

रसायन-इंजीनियरिंग प्रणाली में नियंत्रण वस्तुओं के रूप में मिश्रण और संरचना प्रक्रियाएँ

अमूर्त

लेख में इलास्टोमेर के उत्पादों को प्राप्त करने की एकीकृत रासायनिक-इंजीनियरिंग प्रणाली में मिश्रण और वल्कनीकरण प्रक्रियाओं के सिस्टम विश्लेषण के आधार पर संयोजन की संभावना का वर्णन किया गया है।

कीवर्ड:मिश्रण, संरचना, प्रणाली, प्रणाली विश्लेषण, दिशा, नियंत्रण, रासायनिक-इंजीनियरिंग प्रणाली।

परिचय

नई प्रौद्योगिकियों के निर्माण, उत्पाद उत्पादन में वृद्धि, नए उपकरणों की शुरूआत, कच्चे माल और सभी प्रकार की ऊर्जा के किफायती उपयोग और कम अपशिष्ट उद्योगों के निर्माण के बिना रासायनिक उद्योग का विकास असंभव है।

औद्योगिक प्रक्रियाएं जटिल रासायनिक-तकनीकी प्रणालियों (सीटीएस) में होती हैं, जो उत्पादों के उत्पादन के लिए एकल उत्पादन परिसर में संयुक्त उपकरणों और मशीनों का एक समूह है।

इलास्टोमर्स से उत्पादों का आधुनिक उत्पादन (इलास्टोमेरिक मिश्रित सामग्री (ईसीएम), या रबर का उत्पादन) बड़ी संख्या में चरणों और तकनीकी संचालन की उपस्थिति की विशेषता है, अर्थात्: रबर और सामग्री की तैयारी, ठोस और थोक सामग्री का वजन, मिश्रण सामग्री के साथ रबर, कच्चे रबर मिश्रण की ढलाई - अर्ध-तैयार उत्पाद, और, वास्तव में, रबर मिश्रण की स्थानिक संरचना (वल्कनीकरण) की प्रक्रिया - निर्दिष्ट गुणों के एक सेट के साथ तैयार उत्पाद प्राप्त करने के लिए एक रिक्त स्थान।

इलास्टोमर्स से बने उत्पादों के उत्पादन की सभी प्रक्रियाएं आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़ी हुई हैं, इसलिए उचित गुणवत्ता के उत्पाद प्राप्त करने के लिए सभी स्थापित तकनीकी मानकों का कड़ाई से अनुपालन आवश्यक है। केंद्रीय कारखाना प्रयोगशालाओं (सीपीएल) में उत्पादन में बुनियादी तकनीकी मात्रा की निगरानी के लिए विभिन्न तरीकों के उपयोग से मानक उत्पादों के उत्पादन की सुविधा प्रदान की जाती है।

इलास्टोमर्स से उत्पादों के उत्पादन की प्रक्रिया की जटिलता और बहु-चरणीय प्रकृति और मुख्य तकनीकी संकेतकों को नियंत्रित करने की आवश्यकता का तात्पर्य इलास्टोमर्स से उत्पादों के उत्पादन की प्रक्रिया को एक जटिल रासायनिक-तकनीकी प्रणाली के रूप में मानना ​​है जिसमें सभी तकनीकी चरण और संचालन, तत्व शामिल हैं। प्रक्रिया के मुख्य चरणों, उनके प्रबंधन और नियंत्रण का विश्लेषण।

1. सामान्य विशेषताएँमिश्रण और संरचना प्रक्रियाएँ

तैयार उत्पादों (निर्दिष्ट गुणों के एक सेट वाले उत्पाद) का उत्पादन इलास्टोमर्स से उत्पादों के उत्पादन के लिए सिस्टम की दो मुख्य तकनीकी प्रक्रियाओं से पहले होता है, अर्थात्: मिश्रण प्रक्रिया और, वास्तव में, कच्चे रबर मिश्रण का वल्कनीकरण। इन प्रक्रियाओं के तकनीकी मापदंडों के अनुपालन की निगरानी यह सुनिश्चित करने के लिए एक अनिवार्य प्रक्रिया है कि उत्पाद पर्याप्त गुणवत्ता वाले हों, उत्पादन में तेजी लाएं और दोषों के गठन को रोकें।

प्रारंभिक चरण में रबर होता है - एक बहुलक आधार, और विभिन्न सामग्रियां। रबर और सामग्री को लटकाने के बाद, मिश्रण प्रक्रिया शुरू होती है। मिश्रण प्रक्रिया में अवयवों को पीसना शामिल है, और रबर में उनका अधिक समान वितरण और बेहतर फैलाव होता है।

मिश्रण प्रक्रिया रोलर्स पर या रबर मिक्सर में की जाती है। परिणामस्वरूप, हमें एक अर्ध-तैयार उत्पाद प्राप्त होता है - एक कच्चा रबर मिश्रण - एक मध्यवर्ती उत्पाद, जिसे बाद में वल्कनीकरण (संरचना) के अधीन किया जाता है। कच्चे रबर मिश्रण के चरण में, मिश्रण की एकरूपता को नियंत्रित किया जाता है, मिश्रण की संरचना की जाँच की जाती है, और इसकी वल्कनीकरण क्षमता का आकलन किया जाता है।

मिश्रण की एकरूपता की जाँच रबर मिश्रण के प्लास्टिसिटी इंडेक्स द्वारा की जाती है। रबर मिश्रण के विभिन्न वर्गों से नमूने लिए जाते हैं, और मिश्रण का प्लास्टिसिटी सूचकांक विभिन्न नमूनों के लिए निर्धारित किया जाता है, यह लगभग समान होना चाहिए; मिश्रण पी की लचीलापन, त्रुटि की सीमा के भीतर, एक विशिष्ट रबर मिश्रण के लिए नुस्खा पासपोर्ट में निर्दिष्ट के साथ मेल खाना चाहिए।

मिश्रण की वल्कनीकरण क्षमता का परीक्षण विभिन्न विन्यासों के कंपन रियोमीटर का उपयोग करके किया जाता है। इस मामले में रियोमीटर इलास्टोमेरिक सिस्टम की संरचना की प्रक्रिया के भौतिक मॉडलिंग के लिए एक वस्तु है।

वल्कनीकरण के परिणामस्वरूप, एक तैयार उत्पाद (रबर, इलास्टोमेरिक मिश्रित सामग्री) प्राप्त होता है, इस प्रकार, रबर एक जटिल बहुघटक प्रणाली है (चित्र 1.)

चावल। 1 - इलास्टोमेरिक सामग्री की संरचना

संरचना प्रक्रिया रासायनिक बंधों के एक स्थानिक नेटवर्क के निर्माण के कारण कच्चे प्लास्टिक रबर मिश्रण को लोचदार रबर में परिवर्तित करने की एक रासायनिक प्रक्रिया है, साथ ही आवश्यक आकार को ठीक करके उत्पाद, रबर, इलास्टोमेरिक मिश्रित सामग्री प्राप्त करने की एक तकनीकी प्रक्रिया है। उत्पाद के आवश्यक कार्य को सुनिश्चित करने के लिए।

1. एक रासायनिक तकनीकी प्रणाली का एक मॉडल बनाना
   इलास्टोमेर उत्पादों का उत्पादन

कोई भी रासायनिक उत्पादन तीन मुख्य कार्यों का एक क्रम है: कच्चे माल की तैयारी, स्वयं रासायनिक परिवर्तन, और लक्ष्य उत्पादों का अलगाव। संचालन का यह क्रम एकल जटिल रासायनिक-तकनीकी प्रणाली (सीटीएस) में सन्निहित है। एक आधुनिक रासायनिक संयंत्र से मिलकर बनता है बड़ी संख्या मेंपरस्पर जुड़े उपप्रणालियाँ, जिनके बीच तीन मुख्य स्तरों के साथ एक पदानुक्रमित संरचना के रूप में अधीनता के संबंध होते हैं (चित्र 2)। इलास्टोमर्स का उत्पादन कोई अपवाद नहीं है, और आउटपुट निर्दिष्ट गुणों के साथ एक तैयार उत्पाद है।

चावल। 2 - इलास्टोमेर उत्पादों के उत्पादन के लिए रासायनिक-तकनीकी प्रणाली की उपप्रणालियाँ

ऐसी प्रणाली के निर्माण का आधार, वास्तव में उत्पादन प्रक्रियाओं की किसी भी रासायनिक-तकनीकी प्रणाली की तरह, एक व्यवस्थित दृष्टिकोण है। रासायनिक प्रौद्योगिकी की एक अलग मानक प्रक्रिया पर एक प्रणालीगत दृष्टिकोण वैज्ञानिक रूप से आधारित रणनीति के विकास की अनुमति देता है व्यापक विश्लेषणप्रक्रिया और, इस आधार पर, नियंत्रण कार्यक्रमों के भविष्य के कार्यान्वयन के लिए इसके गणितीय विवरण को संश्लेषित करने के लिए एक विस्तृत कार्यक्रम का निर्माण करना।

यह आरेख तत्वों के श्रृंखलाबद्ध कनेक्शन के साथ एक रासायनिक-तकनीकी प्रणाली का एक उदाहरण है। स्वीकृत वर्गीकरण के अनुसार सबसे छोटा स्तर मानक प्रक्रिया है।

इलास्टोमेर उत्पादन के मामले में, ऐसी प्रक्रियाओं को व्यक्तिगत उत्पादन चरण माना जाता है: सामग्री को तौलना, रबर काटना, रोलर्स पर या रबर मिक्सर में मिश्रण करना, वल्कनीकरण उपकरण में स्थानिक संरचना की प्रक्रिया।

अगले स्तर का प्रतिनिधित्व कार्यशाला द्वारा किया जाता है। इलास्टोमर्स के उत्पादन के लिए, इसे कच्चे माल की आपूर्ति और तैयारी के लिए उपप्रणाली, अर्ध-तैयार उत्पाद को मिलाने और प्राप्त करने के लिए एक ब्लॉक, साथ ही संरचना और दोषों की पहचान के लिए एक अंतिम ब्लॉक के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है।

अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता के आवश्यक स्तर को सुनिश्चित करने, तकनीकी प्रक्रियाओं को तेज करने, मिश्रण और संरचना प्रक्रियाओं का विश्लेषण और नियंत्रण करने और दोषों को रोकने के मुख्य उत्पादन कार्य ठीक इसी स्तर पर किए जाते हैं।

1. मिश्रण और संरचना की तकनीकी प्रक्रियाओं की निगरानी और नियंत्रण के लिए बुनियादी मापदंडों का चयन

संरचना प्रक्रिया रासायनिक बंधों के एक स्थानिक नेटवर्क के निर्माण के कारण कच्चे प्लास्टिक रबर मिश्रण को लोचदार रबर में परिवर्तित करने की एक रासायनिक प्रक्रिया है, साथ ही आवश्यक आकार को ठीक करके उत्पाद, रबर, इलास्टोमेरिक मिश्रित सामग्री प्राप्त करने की एक तकनीकी प्रक्रिया है। उत्पाद के आवश्यक कार्य को सुनिश्चित करने के लिए।

इलास्टोमर्स से बने उत्पादों की उत्पादन प्रक्रियाओं में, नियंत्रित पैरामीटर हैं: मिश्रण और वल्कनीकरण टीवी के दौरान तापमान टीसी, दबाने के दौरान दबाव पी, रोलर्स पर मिश्रण को संसाधित करने के लिए समय τ, साथ ही वल्कनीकरण समय (इष्टतम) τशीर्ष।

रोलर्स पर अर्ध-तैयार उत्पाद का तापमान सुई थर्मोकपल या रिकॉर्डिंग उपकरणों वाले थर्मोकपल से मापा जाता है। तापमान सेंसर भी हैं। इसे आमतौर पर वाल्व को समायोजित करके रोलर्स में ठंडा पानी के प्रवाह को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। शीतलन जल प्रवाह नियामकों का उपयोग उत्पादन में किया जाता है।

दबाव को एक स्थापित दबाव सेंसर और संबंधित नियामक के साथ एक तेल पंप का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।

मिश्रण के उत्पादन के लिए पैरामीटर नियंत्रण कार्ड का उपयोग करके रोलर द्वारा स्थापित किए जाते हैं, जिसमें प्रक्रिया मापदंडों के आवश्यक मान होते हैं।

अर्ध-तैयार उत्पाद (कच्चा मिश्रण) का गुणवत्ता नियंत्रण मिश्रण पासपोर्ट के अनुसार निर्माता की केंद्रीय फैक्टरी प्रयोगशाला (सीएफएल) के विशेषज्ञों द्वारा किया जाता है। इस मामले में, मिश्रण की गुणवत्ता की निगरानी और रबर मिश्रण की वल्कनीकरण क्षमता का आकलन करने का मुख्य तत्व कंपन रिओमेट्री डेटा है, साथ ही रिओमेट्रिक वक्र का विश्लेषण है, जो प्रक्रिया का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व है, और इसे एक माना जाता है। इलास्टोमेरिक प्रणालियों की संरचना की प्रक्रिया के नियंत्रण और समायोजन का तत्व

वल्कनीकरण विशेषताओं का आकलन करने की प्रक्रिया एक प्रौद्योगिकीविद् द्वारा रबर के मिश्रण पासपोर्ट और रयोमेट्रिक परीक्षणों के डेटाबेस का उपयोग करके की जाती है।

एक मानक उत्पाद प्राप्त करने का नियंत्रण - अंतिम चरण - उत्पाद के तकनीकी गुणों के परीक्षण डेटा के आधार पर तैयार उत्पादों के तकनीकी गुणवत्ता नियंत्रण विभाग के विशेषज्ञों द्वारा किया जाता है।

एक विशिष्ट संरचना के रबर मिश्रण की गुणवत्ता की निगरानी करते समय, संपत्ति संकेतकों के मूल्यों की एक निश्चित सीमा होती है, जिसके अधीन आवश्यक गुणों वाले उत्पाद प्राप्त होते हैं।

निष्कर्ष:

1. इलास्टोमेर उत्पादों की उत्पादन प्रक्रियाओं का विश्लेषण करते समय एक व्यवस्थित दृष्टिकोण का उपयोग हमें संरचना प्रक्रिया की गुणवत्ता के लिए जिम्मेदार मापदंडों को पूरी तरह से ट्रैक करने की अनुमति देता है।
2. तकनीकी प्रक्रियाओं के आवश्यक संकेतक सुनिश्चित करने के मुख्य कार्य कार्यशाला स्तर पर निर्धारित और हल किए जाते हैं।

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